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繼電器和接觸器的區別是什麼?

2019年04月29日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 6 ℃ 次

【楊雷的回答(79票)】:

有點意思的一篇帖子。我也來討論一番。

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繼電器和接觸器都是電磁式開關電器,但前者屬於工作在控制回路中的開關電器,而後者屬於工作在主回路中的開關電器。

我們先看兩者的共同特徵:

第一個概念,叫做轉換深度:

式中的

叫做斷開或者截止時的電阻,

叫做接通或者導通時的電阻,h叫做轉換深度

對於有觸點的開關電器,

;對於無觸點的電器,

正是由於有觸點的開關電器,它的轉換深度比較高,從而保證在接通電路時,開關電器的執行電流電能損耗小,對被控電路的影響也小;斷開電路時,有觸點的開關電器,其執行電路ide電阻非常高,從而可以保證電器的耐壓水平。

相比之下,無觸點電器在開斷後,它不會產生電弧。但無觸點電器的轉換深度比較低,因此其損耗較大,且發熱相對要嚴重得多。

第二個概念,關於電磁式電器的結構

電磁式電器的結構包括觸頭部件、操動系統和線圈等部件,還有滅弧系統及部件。

電磁式電器分為三類,有電壓繼電器、電流繼電器和其它專門功能的繼電器(例如溫度繼電器、時間繼電器和熱繼電器等等)。

接觸器也具有這些結構特徵。

我們來看下圖:

簡單描述:

(1)當電磁式繼電器的激磁線圈通電後,激磁線圈電流逐漸增加並在電磁系統中產生磁通,其中銜鐵與鐵心之間氣隙中的磁通將作用於銜鐵。

隨著工作磁通逐漸增加,作用於銜鐵上的電磁吸力(轉矩)也越來越大。當電磁吸力大於系統反力時,銜鐵將繞其轉動軸轉動帶動其執行部分(觸頭系統)的動觸頭C0運動,從而實現常開觸頭和常閉觸頭變位。

(2)激磁線圈斷電後,激磁線圈電流逐漸減小,電磁系統中的磁通也逐漸降低,工作氣隙磁通也隨之降低,作用於銜鐵上的電磁吸力越來越小。當電磁吸力小於銜鐵反力時,銜鐵在系統反力的作用下開始向其初始位置返回,帶動動觸點C0向其初始位置運動,直至常開觸點和常閉觸頭復位。第三個概念,叫做電磁式電器的返回特性

我們來看下圖:

返回係數是電磁式繼電器共同具有的特性,它反應了電器的繼電特性明顯程度。通常返回係數小於1。

將繼電器的激磁線圈輸入端X看成是元件的輸入,將觸頭系統中觸點的變位Y看成是元件的輸出,則繼電器輸入—輸出特性就包括返回係數。

設Y0和Y1分別為繼電器常開觸點的初始態和動作態。當X<Xd時,Y不變位;當X>Xd後,Y從Y0躍變至Y1。Xd稱為繼電器的動作值。當X持續大於Xd時繼電器常開觸點的狀態將不再改變。

此後逐漸降低X,只要X≥Xf,繼電器常開觸點始終處於閉合位置;當X<Xf,Y=Y0,繼電器的常開觸點返回到初始位置。Xf被稱為繼電器的返回值。

電磁式繼電器的動作值與返回值之差△X被定義為回差。這種輸出狀態改變時其動作值大於其返回值的特性,被稱為繼電器(開關電器)的繼電特性。返回係數:

Xf為繼電器的返回值,Xd為動作值。

這張圖是某低壓電器教材中的一張圖,看了更直觀:

這種特性對於接觸器,雖然它也有,卻要求不高。

兩者共有的東西還很多,限於篇幅,不做介紹。

現在我們來看看兩者不同的部分。

其實,單單從兩者功能和電流等級的範圍就能看出兩者之間的巨大區別。

由於繼電器一般用於控制回路,而控制回路的工作電流在規範中規定為5A,因此繼電器的觸頭額定電流一般是5到10A,最大不會超過16A。

下圖是ABB的中間繼電器參數:

注意其中的標準IEC60947-5,其等同使用的國家標準是GB/T 14048.5

我們看到,繼電器的電流不大,但每小時操作次數和機械壽命卻相對較長。

也因此,我們可以明確地看出,中間繼電器只能由於控制回路。事實上,各類繼電器絕大多數都是用在控制回路的。

我們再來看看ABB的A系列接觸器參數,如下:

顯然,這裡的額定電流大得多。由此可見,接觸器是用於主回路控制的,它可以用來控制電動機的起停,照明回路的通斷,還用其它一些特殊的大電流通斷控制。顯然,這裡的額定電流大得多。由此可見,接觸器是用於主回路控制的,它可以用來控制電動機的起停,照明回路的通斷,還用其它一些特殊的大電流通斷控制。

下圖是ABB的最大容量接觸器,它的主觸頭額定電流可以達到2050A。

這是度娘上的一張接觸器應用簡圖:這是度娘上的一張接觸器應用簡圖:

交流接觸器的基本工作原理是利用電磁原理通過控制電路的控制和可動銜鐵的運動來帶動觸頭控制主回路通斷。當接觸器電磁線圈不通電時,彈簧的反作用力和銜鐵的自重使主觸頭保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓時,電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心,帶動

主觸頭閉合,接通電路,同時輔助觸頭也隨之動作。我們來看看標準中是如何規定接觸器的:

(1)與接觸器有關的國家標準GB14048.4-2010

(2)接觸器的額定值和極限值額定工作電壓和額定絕緣電壓、約定發熱和封閉發熱電流、額定工作電流、額定工作制、額定接通能力和分斷能力、耐受過載電流能力、輔助觸頭的約定發熱電流等等

(3)接觸器有四種標準工作制,即八小時工作制、不間斷工作制、斷續週期工作制和短時工作制

(4)接觸器有四種標準使用類別,主觸頭使用類別為:交流AC-1~AC-4,直流DC-1、DC-3、DC-5等等

顯見,接觸器與繼電器相比,區別還是很大的。

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提幾個問題:

第一個問題:對於容量比較大的繼電器,可以用來控制小功率的電動機嗎?例如0.1kW的電機?

第二個問題:對於小電流的接觸器,例如6.3A的接觸器,可以用來代替中間繼電器嗎?

第三個問題:接觸器是被動元件,它不能主動地分斷短路電流,只能被動地承受短路電流的衝擊。顯見,接觸器與主動元件(指斷路器或者熔斷器)之間需要有短路配合關係。試問:這種關係的實質是什麼?

第四個問題:接觸器具有過載倍數嗎?如果接觸器具有10倍額定電流的過載能力,使得它與斷路器切斷短路電流的倍率(從1倍到十倍斷路器的額定電流)相當,那麼可以用接觸器來代替斷路器嗎?

第五個問題:繼電器具有滅弧能力嗎?如果繼電器不具有滅弧能力,當觸頭打開出現電弧時(特別是當繼電器應用在直流控制回路,此時出現在繼電器動靜觸頭間的是很難熄滅的直流電弧),我們應當採取何種措施和手段來滅弧?

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解答問題:

第一個問題的答案:

不可以用繼電器來代替接觸器。

原因很簡單:1)繼電器不具有滅弧裝置;2)繼電器觸頭過載能力很弱。

我們知道,電接觸有三類:點接觸、線接觸和面接觸。

點接觸接觸面最小,接通電流也最小,一般在10A以下;線接觸的動靜觸頭具有滑動過程,可以磨去觸頭上的氧化層,而且觸頭接通電流也大,一般在十幾安到數百安。將若干個線接觸觸頭並聯起來,其接通能力可達數千安。例如ABB的6300A框架斷路器Emax的主觸頭;面接觸接通電流最大,但表面的污垢無法清除。點接觸接觸面最小,接通電流也最小,一般在10A以下;線接觸的動靜觸頭具有滑動過程,可以磨去觸頭上的氧化層,而且觸頭接通電流也大,一般在十幾安到數百安。將若干個線接觸觸頭並聯起來,其接通能力可達數千安。例如ABB的6300A框架斷路器Emax的主觸頭;面接觸接通電流最大,但表面的污垢無法清除。

繼電器的觸頭是點接觸,而接觸器的觸頭是面接觸。

可見,繼電器無法取代接觸器。

第二個問題的答案:

接觸器的主觸頭一般是三常開或者四常開,而輔助觸頭也只有2對。其觸頭的數量明顯偏少。

繼電器的觸頭對數較多,一般為2對,也有3對、4對的。

圖中的繼電器觸頭為兩對。

接觸器的主觸頭為面接觸,其接觸壓力小,自淨能力差,需要靠接觸時的瞬間電弧來清掃觸頭表面。如果將接觸器來替代繼電器,由於控制回路電流小,接觸瞬間幾乎不會出現接觸電弧,故而無法自淨,觸頭表面的膜電阻會使得導通不可靠。

我們來看看計算膜電阻的經驗公式:

式中,F為接觸力(N);Rj為接觸電阻(Ω);m為與接觸面變形的情況有關。對於點接觸,m=0.5;對於面接觸,m=1;對於線接觸,m為0.5~1,約為0.7;K與接觸材料的p和H和表面膜情況有關,見下表所列數據:

式子是工程上常用的計算接觸電阻的經驗公式,而表中給出了觸頭表面未被氧化時的K值。

在實際使用時,觸頭當然會氧化,而氧化後的觸頭材料,其K值遠遠超過表中所給出的數值,其接觸電阻在很大範圍內變化。所以計算結果只能作為估算接觸電阻數量級之用。

在實際應用中常採用測量接觸壓降的方法來間接實測接觸電阻值。

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我估計,看到這裡,我們的學生朋友們有精神了:這不正是我們夢寐以求的找工作主攻方向嗎?答案是:這裡面的工作對於接觸器製造廠來說,各種材料氧化後的數據都已經由試驗總結出來了,無需我們再去測試。

接觸器的研發已經到了如何實現根據不同的負載自動調整跳閘開斷時間。世界上各大電氣公司,包括西門子、施耐德和ABB都在研發自己的產品,而且是下一代智能型接觸器的研發方向。

當然,這也有待於我們的學生朋友們入職後進行卓有成效的開發。

================由此可見,小容量接觸器無法取代繼電器。

第三個問題的答案:

接觸器與斷路器(或者熔斷器)之間有短路配合關係,確保在斷路器分斷短路電流期間,接觸器的觸頭不會出現粘連。

接觸器與斷路器之間的短路配合關係,在GB14048.4標準中被稱為SCPD,是接觸器的一項重要性能指標。SCPD對應於接觸器的熱穩定性和觸頭過載能力。這些指標繼電器完全不具備。

第四個問題的答案:

即使接觸器具有10倍額定電流的過載能力,使得它可以用於電動機的正反轉i,但它不具有測量短路電流的功能,也不具有分斷短路電流的能力。因此,接觸器不能替代斷路器。

第五個問題的答案:

繼電器的觸頭不具有滅弧能力。

因此,當繼電器用於通斷直流回路時,必須採用兩個同類觸頭串聯的方式。例如兩隻常開觸頭串聯,或者常閉觸頭串聯。

其原理是:把單觸點的電弧拉長為雙觸點的電弧,使得電弧能快速降溫並熄滅。

這是在變電站繼電保護電路中選配繼電器觸頭時必須遵守的原則。

變電站繼保裝置也即控制回路的工作電源都是直流的,用直流屏供電(220Vdc或者110Vdc)

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你猜對了嗎?

【假裝在旅行的回答(15票)】:

電磁式的繼電器和接觸器,它們的工作原理是一樣的。

繼電器的主要作用是 信號檢測、傳遞、變換或處理用的,它通斷的電路電流通常較小,一般用在控制電路裡,控制弱信號。接觸器主要作用是用來接通或斷開主電路的。主電路是指一個電路工作與否是由該電路是否接通為標誌。主電路概念與控制電路相對應。一般主電路通過的電流比控制電路大。容量大的接觸器一般都帶有滅弧罩。繼電器的觸頭容量一般不會超過5A,小型繼電器的觸頭容量一般只有1A或2A,而接觸器的觸頭容量最小的也有9A;接觸器的觸頭通常有三對主觸頭(主觸頭都是常開觸頭)另外還有幾對輔助觸頭,而繼電器的觸頭一般不分主輔;繼電器的觸頭有時是成對設置的,即常開觸頭和常閉觸頭組合在一起,而接觸器不成對設置;繼電器針對特定的要求,會與其它裝置組合設計成時間繼電器、計數器,壓力繼電器等等,有附加功能,而接觸器一般沒有。

接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器,主要控制對象是電動機,此外也用於其他電力負載,如電熱器,電焊機,照明設備,接觸器不僅能接通和切斷電路,而且還具有低電壓釋放保護作用/。接觸器控制容量大。適用於頻繁操作和遠距離控制。是自動控制系統中的重要元件之一。

繼電器他的動做原理和接觸器是一樣的,但是它的觸頭承載電流的能力要比接觸器差,一般不會超過10A的.所以它不合適控制大容量的電路的,適合加裝在控制電路的中,在控制電路中得到廣泛的應用

繼電器的選用:

1.先瞭解必要的條件:1控制電路的電源電壓,能提供的最大電流;2被控制電路中的電壓和電流;3被控電路需要幾組、什麼形式的觸點。選用繼電器時,一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據。控制電路應能給繼電器提供足夠的工作電流,否則繼電器吸合是不穩定的。

標籤:-電氣工程及其自動化專業


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